โครงงาน “ชุดอุปกรณ์ควบคุมแสงอัตโนมัติในห้องเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ”

(Automatic light control device in the tissue culture room)

ที่มาและความสำคัญ

แสงแดดเป็นปัจจัยสำคัญต่อการดำรงชีวิตและการเจริญเติบโตของพืช พืชต้องใช้แสงในกระบวนการสังเคราะห์แสงเพื่อสร้างอาหาร  พืชเมืองร้อนต้องการแสงที่มีความเข้มมากกว่า 50,000 ลักซ์ จึงจะสามารถการเจริญเติบโตและการดำรงชีวิตต่อไปได้ และความเข้มแสงที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อพืช “หม้อข้าวหม้อแกงลิง” ที่ใช้ทดลองในโครงงานนี้คือ ความเข้มแสงที่ไม่ต่ำกว่า 20,000 ลักซ์

ผู้จัดทำโครงงานได้สังเกตเห็นห้องอนุบาลพืชการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อซึ่งอยู่ภายในอาคารโรงเรียน    ปิยชาติพัฒนาฯ มีปัญหาในเรื่องของแสงแดดที่ส่องเข้าไม่ถึงในบางช่วงเวลา      ในบางช่วงนั้นภายในห้องอนุบาลพืชมีความเข้มของแสงต่ำกว่า 20,000 ลักซ์  ซึ่งส่งผล  เสียต่อการเจริญเติบโตของพืช

การที่ผู้ดูแลพืชเข้าห้องอนุบาลพืชเพื่อเปิด-ปิดไฟบ่อยครั้งเกินไป อาจทำให้เชื้อโรคจากภายนอกเข้ามาสู่ห้องอนุบาลพืชและทำให้เนื้อเยื่อพืชติดเชื้อได้   แต่หากใช้ Timer ตั้งเวลาในช่วงเวลาที่แสงแดดส่องผ่านหน้าต่างมีความเข้มแสงเพียงพอ ไฟส่องสว่างก็ยังทำงานทำให้สิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้า  ผู้จัดทำโครงงานจึงมีแนวคิดออกแบบสมองกลฝังตัวควบคุมการเปิด-ปิดไฟภายในห้องอนุบาลพืช ซึ่งวัตถุประสงค์ของโครงงานต้องการวัดความเข้มแสงภายในห้องอนุบาลพืชให้อยู่ในระดับไม่น้อยกว่า 20,000 ลักซ์ ซึ่งเหมาะสมกับการดำรงชีวิตของเนื้อเยื่อพืชหม้อข้าวหม้อแกงลิง และสามารถนำเครื่องวัดความเข้มแสงที่ได้มาพัฒนามาปรับใช้กับโครงงาน เพื่อควบคุมแสงภายในห้องอนุบาลพืช โดยการควบคุมการเปิด-ปิดไฟภายในห้องอนุบาลพืชโดยอัตโนมัติ โดยที่จะเขียนโปรแกรมชุดคำสั่งควบคุมการเปิด-ปิดไฟภายในห้องอนุบาลพืชโดยอัตโนมัติ และเชื่อมต่อวงจรเข้ากับกับจอแสดงผล LCD เพื่อแสดงค่าความเข้มแสงภายในห้องอนุบาลพืช ณ เวลานั้น และสถานะการเปิด-ปิดของแผงไฟ LED กับค่าความเข้มแสงภายในห้องอนุบาลพืชดังกล่าว จะเชื่อมต่อผ่านเครือข่าย IOT และแสดงผลไปยังอุปกรณ์โทรศัพท์มือถือ เพื่อที่จะประหยัดแรงงานและเวลาในการดูแลเนื้อเยื่อพืชและลดการติดเชื้อในพืช  พืชจะได้สามารถเจริญเติบโตได้อย่างมีประสิทธิภาพ

วัตถุประสงค์

1. เพื่อสร้างชุดอุปกรณ์ควบคุมแสงอัตโนมัติในห้องเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อที่สามารถควบคุมปริมาณความเข้มของแสงให้พอเพียงต่อการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อพืชในห้องอนุบาลพืช

วัสดุอุปกรณ์

	1.       ESP8266 Node MCU
	2.      Sensor BH-1750
	3.      Module Relay 1-channal relay 3.3   v
	4.       Module LCD  I2C
	5.      บอร์ดทดลอง
	6.      แผงไฟเส้น LEDสีขาว
	7.       แผงไฟเส้น LED สีน้ำเงิน-แดง
	8.      Adapter 12v
	9.      สายไฟจัมพ์ ผู้-ผู้
	10.   สายไฟจัมพ์ ผู้-เมีย
	11.   สายไฟอ่อน
	12.   Power  bank
	13.   สายแจ็คตัวเมีย
	14.   โมเดลแบบจำลองห้องเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช

ผังโครงสร้าง

หลักการทำงาน

นำชุดอุปกรณ์ไปติดตั้งบริเวณชั้นวางขวดเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ โดยหันเซ็นเซอร์แสง     BH-1750 ไปรับแสงจากธรรมชาติที่เข้ามาทางหน้าต่างเท่านั้น  โดยชุดอุปกรณ์ควบคุมแสงอัตโนมัติ ทำงานโดยการควบคุมความเข้มแสงภายในห้องอนุบาลพืชให้อยู่ในระดับไม่น้อยกว่า 20,000 ลักซ์ หากความเข้มแสงที่ผ่านหน้าต่างเข้ามามีค่าน้อยกว่า 20,000 ลักซ์ ระบบจะสั่งเปิดแผงไฟ LED ในชั้นวางเนื้อเยื่อ และยังสามารถเชื่อมต่อผ่านเครือข่าย IOT เพื่อแสดงผลไปยังอุปกรณ์โทรศัพท์มือถือได้อีกด้วย

ทางคณะผู้จัดทำโครงงานสังเกตเห็นว่า ถ้าหากชุดอุปกรณ์ทำงานตลอด 24 ชั่วโมง    พืชจะได้รับแสงมากเกินไป และแสงจะเป็นพิษต่อพืช  ทางคณะผู้จัดทำโครงงานจึงได้เสริมอุปกรณ์ Timer เข้าไปในชุดอุปกรณ์ เพื่อที่จะให้ชุดอุปกรณ์ทำงานเฉพาะในช่วงเวลา 6.00 น.- 20.00 น. เท่านั้น  เพื่อให้พืชได้รับแสงไฟอย่างพอเหมาะพอดี

CODE คำสั่งการทำงาน

#include <Wire.h>
#define POWER_DOWN_MODE 0x00
#define POWER_ON_MODE 0x01
#define RESET_MODE 0x07
#define M_H_RESOLUTION_MODE 0x10
#define M_H_RESOLUTION_MODE2 0x11
#define M_L_RESOLUTION_MODE 0x13
#define S_H_RESOLUTION_MODE 0x20
#define S_H_RESOLUTION_MODE2 0x21
#define S_L_RESOLUTION_MODE 0x23
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);
const byte BH1750FVI_ADDR = 0x23;
byte buff[2];
const byte LED_PIN = 5;
void setup() {
pinMode( 7, OUTPUT );
Wire.begin();
Serial.begin( 115200 );
setBH1750Mode( BH1750FVI_ADDR, M_H_RESOLUTION_MODE );
lcd.begin(16,2);
for(int i = 0; i< 3; i++)
{
delay(250);
lcd.noBacklight();
lcd.backlight();
delay(250);
}
}
void loop() {
static byte dc;
uint16_t value;
if( readBH1750( BH1750FVI_ADDR ) == 2 ) {
value = (buff[0]<<8) | buff[1];
value = (5*(uint32_t)value)/6;
Serial.print( value, DEC );
Serial.println("[lx]");
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Light Intensity (lx)");
lcd.setCursor(9,1);
lcd.print(value);
if ( value < 20000 ) {
value = 20000;
digitalWrite( 7, LOW);
}
else{

ผลของการทดสอบ

การดำเนินงานในส่วนของการต่อชุดอุปกรณ์ควบคุมแสงภายในห้องอนุบาลพืช โดยการควบคุม   การเปิด-ปิดไฟภายในห้องอนุบาลพืชโดยอัตโนมัติ สำเร็จและเป็นไปตามสมมติฐานของโครงงาน คือ      ชุดอุปกรณ์ควบคุมแสงอัตโนมัตินี้สามารถวัดค่าความเข้มแสงและควบคุมการเปิด-ปิดไฟภายในห้องอนุบาลพืชได้จริง สามารถเชื่อมต่อผ่านเครือข่าย IOT เพื่อแสดงผลไปยังอุปกรณ์โทรศัพท์มือถือ และสามารถช่วยให้เนื้อเยื่อพืชที่อยู่ภายในห้องอนุบาลพืชสามารถเจริญเติบโตและดำรงชีวิตได้ดีตามสมมติฐานที่ได้กำหนดไว้ตามข้างต้น

รูปการทำงาน

1.  นำแผงวงจร ESP8266 Node MCU มาเชื่อมต่อเข้ากับบอร์ดทดลอง

1.1  นำแผงวงจร ESP8266 Node MCU มาเชื่อมต่อเข้ากับบอร์ดทดลอง โดยนำด้านที่มีขามาประกบเข้ากับบอร์ดทดลอง

2 การต่อไฟเลี้ยงจากแผงวงจร ESP8266 Node ต่อเข้ากับบอร์ดทดลอง

                    2.1 นำสายไฟจัมพ์ สีแดงผู้-ผู้ มาต่อเข้ากับช่อง a22 ในบอร์ดทดลองซึ่งจะตรงกับช่อง vin ในแผงวงจร ESP8266 Node MCU จากนั้นนำมาต่อที่บอร์ดทดลองช่องบวก เพื่อต่อไฟเลี้ยงบวกให้กับบอร์ดทดลอง

2.2  นำสายไฟจัมพ์ สีดำผู้-ผู้ มาต่อเข้ากับช่อง a21 ในบอร์ดทดลองซึ่งจะตรงกับช่อง GND ในแผงวงจร ESP8266 Node MCU จากนั้นนำมาต่อที่บอร์ดทดลองช่องลบ เพื่อต่อไฟเลี้ยงลบให้กับบอร์ดทดลอง

3. การต่อเซนเซอร์วัดความเข้มแสง BH-1750 ต่อกับกับวงจร

3.1 นำสายไฟจัมพ์ สีแดงผู้-เมีย มาต่อเข้ากับ ขา VCC ในเซนเซอร์ และนำปลายสาย ไฟจัมพ์อีกข้างหนึ่ง ต่อเข้ากับช่องบวกในบอร์ดทดลอง จากนั้นนำสายไฟจัมพ์สีดำผู้-เมีย มาต่อเข้ากับ ขา GNDในเซนเซอร์ และนำปลายสายไฟจัมพ์อีกข้างหนึ่งต่อเข้ากับช่องลบในบอร์ดทดลอง

3.2ต่อมานำสายไฟจัมพ์สีเขียวผู้-เมีย มาต่อเข้ากับ ขา SCL ในเซนเซอร์ และนำปลายสายไฟจัมพ์อีกข้างหนึ่งต่อกับช่อง j8 ในบอร์ดทดลองซึ่งจะตรงกับช่อง D1 (ในแผงวงจรปรากฎเป็น D2) ในแผงวงจร ESP8266 Node MCU

3.3 จากนั้นนำสายไฟจัมพ์สีส้มผู้-เมีย มาต่อเข้ากับ ขา SDA ในเซ็นเซอร์ และนำปลายสายไฟจัมพ์อีกข้างหนึ่งต่อกับช่อง j9 ในบอร์ดทดลองซึ่งจะตรงกับช่อง D2 ในแผงวงจร ESP8266 Node MCU

4. การต่อรีเลย์ที่ใช้ในการควบคุมการเปิด-ปิดแผงไฟ LED

4.1 โดยเริ่มต้นจากการ นำสายไฟจัมพ์สีแดงผู้-เมีย มาต่อเข้ากับ ช่อง VCC ในรีเลย์ และนำปลายสายไฟจัมพ์อีกข้างหนึ่ง ต่อเข้ากับช่องบวกในบอร์ดทดลอง จากนั้นนำสายไฟจัมพ์สีดำผู้-เมีย มาต่อเข้ากับ ช่อง GNDในรีเลย์ และนำปลายสายไฟจัมพ์อีกข้างหนึ่ง ต่อเข้ากับช่องลบในบอร์ดทดลอง

4.2 นำสายไฟจัมพ์สีเหลืองผู้-เมีย มาต่อเข้ากับ ช่อง IN ในรีเลย์ และนำปลายสายไฟจัมพ์อีกข้างหนึ่งต่อกับช่อง j7 ในบอร์ดทดลองซึ่งจะตรงกับช่อง D0 ในแผงวงจร ESP8266 Node MCU

4.3 จากนั้นนำแผงไฟ LED ที่ทำการบัดกรีสายไฟเข้ากับแหล่งพลังงานแล้ว โดยเริ่มจากนำสายไฟสีดำที่บัดกรีอยู่กับขั้วลบจากแผงไฟ LED ต่อเข้ากับ ช่อง NC ในรีเลย์ และนำสายไฟสีดำที่บัดกรีกับแหล่งพลังงาน (แจ็คตัวเมีย) ต่อเข้ากับ ช่อง COM ในรีเลย์

5. การต่อจอแสดงผล LCD เข้ากับวงจร

5.1 โดยเริ่มจาก นำสายไฟจัมพ์สีแดงผู้-เมีย มาต่อเข้ากับ ขา VCC ในจอ LCD และนำปลายสายไฟจัมพ์อีกข้างหนึ่ง ต่อเข้ากับช่องบวกในบอร์ดทดลอง จากนั้นนำสายไฟจัมพ์สีดำผู้-เมีย มาต่อเข้ากับ ขา GNDในจอ LCD และนำปลายสายไฟจัมพ์อีกข้างหนึ่ง ต่อเข้ากับช่องลบในบอร์ดทดลอง

5.2 นำสายไฟจัมพ์ขาวผู้-เมีย มาต่อเข้ากับ ขา SDA ในจอ LCD และนำปลายสายไฟจัมพ์อีกข้างหนึ่งบัดกรีเข้ากับสายไฟจัมพ์สีส้มที่เชื่อมต่อกับเซนเซอร์วัดความเข้มแสง BH-1750  ซึ่งเป็นการพ่วงสายเพื่อต่อเข้ากับช่อง j9 ในบอร์ดทดลองซึ่งจะตรงกับช่อง D2 ในแผงวงจร ESP8266 Node MCU

5.3 นำสายไฟจัมพ์สีเทาผู้-เมีย มาต่อเข้ากับ ขา SCL ในจอ LCD และนำปลายสายไฟจัมพ์อีกข้างหนึ่งบัดกรีเข้ากับสายไฟสีเขียวที่เชื่อมต่อกับเซนเซอร์วัดความเข้มแสง BH-1750  ซึ่งเป็นการพ่วงสายเพื่อต่อเข้ากับช่อง j8 ในบอร์ดทดลองซึ่งจะตรงกับช่อง D1 (ในแผงวงจรปรากฎเป็น D2) ในแผงวงจร ESP8266 Node MCU

6. การเปิดการใช้งานของชุดอุปกรณ์

            6.1 นำ adapter 12 V มาต่อเข้ากับแจ็คตัวเมียของแผงไฟ LED เพื่อเป็นแหล่งพลังงานให้กับแผงหลอดไฟ LED

6.2 นำ power bank มาต่อเข้ากับแผงวงจร ESP8266 Node MCU เพื่อเป็นแหล่งพลังงานไฟเลี้ยงให้กับ แผงวงจร ESP8266 Node MCU ซึ่งในแผงวงจร ESP8266 Node MCU ซึ่งคณะผู้จัดทำได้ลงโค้ดคำสั่งไว้เรียบร้อยแล้ว

คณะผู้จัดทำโครงงาน

1.นายสุรภีม                  จิตอารีรัตน์

2.นางสาววิภาดา         วงษ์พระจันทร์

3.นางสาวธมนวรรณ   ศรีม่วง

อาจารย์ที่ปรึกษา

1. นายกฤติพงศ์ บดีนพพิทักษ์                               สอนวิชา เทคโนโลยีสารสนเทศ

โทรศัพท์  0632432379                           E-mail nigorntume21@gmail.com

2. นางสาวรุ่งรัตน์ จีรวิทย์ขจร                               สอนวิชา เทคโนโลยีสารสนเทศ

โทรศัพท์ 0822424280                           E-mail                            –

โรงเรียนปิยชาติพัฒนา ในพระราชูปถัมภ์ฯ

ที่อยู่ของโรงเรียน      61/3 หมู่ 4 ต.พรหมณี อ. เมือง จ. นครนายก 26001

รายงานฉบับสมบูรณ์

โคมไฟปรับระดับแสงอัตโนมัติ

Auto-control Brightness Lamp : ABL

เสนอต่อ

มูลนิเทคโนโลยีสารสนเทศตามพระราชดำริ

สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี

ได้รับสนับสนุนทุนทำโครงงาน

ในโครงการสนับสนุนทำโครงงานของนักเรียนในชนบท

ประจำปีการศึกษา 2561

โดย

                                                     นางสาวทิพอักษร อินทะสร้อย

                                                     นางสาวพรรษพรรษา บุญราช

อาจารย์ที่ปรึกษา

คุณครูภิญโญ ยลธรรม์ธรรม

โรงเรียนศึกษาสงเคราะห์สุราษฎร์ธานี

ก

กิตติกรรมประกาศ

โครงงานเรื่อง โคมไฟปรับระดับแสงอัตโนมัติ (Auto-control Brightness Lamp : ABL) สำเร็จลุล่วงได้ด้วยความกรุณาและความช่วยเหลืออย่างสูงมูลนิธิเทคโนโลยีสารสนเทศตามพระราชดำรัชสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี ขอขอบพระคุณ นายประชา โชติรัต ผู้อำนวยการโรงเรียนศึกษาสงเคราะห์สุราษฏร์ธานี ที่ได้ให้ความช่วยเหลือและอำนวยความสะดวกต่างๆ และขอขอบคุณ คุณครูภิญโญ ยลธรรม์ธรรม คุณครูที่ปรึกษาโครงงาน ที่ได้กรุณาคำปรึกษาแนะนำและตรวจสอบแก้ไขข้อบกพร่องทุกขั้นตอนของการจัดทำโครงงาน ขอขอบคุณ คุณครูสุกัญญา อุพัมมา คุณครูวรรณวิธู กลิ่นมาลี และเพื่อนนักเรียน ตลอดจนผู้ที่เกี่ยวข้องทุกคนที่ไม่ได้กล่าวนามไว้ ณ ที่นี้ ที่ได้ให้กำลังใจ และมีส่วนช่วยเหลือให้โครงงานนี้สำเร็จลุล่วงไปได้ด้วยดี

ท้ายที่สุดคณะผู้จัดทำโครงงาน หวังเป็นอย่างยิ่งว่าโครงงานนี้จะเป็นประโยชน์ให้กับผู้ที่สนใจไม่มากก็น้อย

คณะผู้จัดทำ

ข

บทคัดย่อ

การอ่านเป็นการศึกษาความรู้ด้วยตัวเอง แต่ในบางสถานที่แสงสว่างที่ได้รับแสงนั้น อาจจะไม่เพียงพอหรือสว่างมากเกินไปต่อการอ่านหนังสือ และปัญหาที่ตามมานั้นก็คือ สายตาอาจจะเสียได้ ซึ่งถ้าหากว่ากระทำเป็นประจำ ผลเสียก็จะยิ่งตามมามากขึ้น เราจึงได้คิดค้นโครงงานเรื่องโคมไฟปรับระดับแสงอัตโนมัตินี้ขึ้นมาเพื่อช่วยในเรื่องของการปรับแสงสว่างให้เพียงพอต่อการอ่านหนังสือ เพราะเครื่องนี้สามารถปรับระดับแสงสว่างของหลอดไฟได้ตามอัตโนมัติ เครื่องสมองกลนี้ได้แนวคิดมาจากโคมไฟอ่านหนังสือธรรมดา ดังนั้นเราจึงนำมาประยุกต์ใหม่โดยการเพิ่มสมองกลเข้าไปให้โคมไฟปรับระดับแสงโดยอัตโนมัติ

หลักการทำงาน เมื่อเราเปิดโคมไฟแล้วเซนเซอร์ตรวจวัดระดับความเข้มข้นของแสงก็จะทำงาน ตรวจสอบดูว่ารอบๆ บริเวณนั้นมีแสงสว่างมากหรือน้อย ถ้ามีแสงสว่างมากเครื่องจะปรับระดับแสงจากหลอดไฟ LED ให้น้อยลง ถ้าแสงน้อยเครื่องจะปรับระดับแสงสว่างให้เพิ่มมากขึ้น และถ้าวงจรอิเล็กทรอนิกส์มีอุณหมิมากกว่า 40 องศา เครื่องจะหยุดการทำงานโดยอัตโนมัติ เช่นเดียวกัน ถ้าใช้โคมไฟมากกว่าสองชั่วโมงเครื่องก็จะดับโดยอัตโนมัติ

ค

สารบัญ

เรื่อง                                                                                                                                                               หน้า

กิตติกรรมประกาศ                                                                                                                                           ก

บทคัดย่อ                                                                                                                                                         ข

สารบัญ                                                                                                                                                           ค

บทนำ                                                                                                                      1

ความเป็นมาของโครงงาน                                                                                                                               1

แนวคิด                                                                                                                    1

ความสำคัญของโครงงาน                                                                                                                                1

วัตถุประสงค์และเป้าหมาย                                                                                               1

รายละเอียดของผลงาน                                                                                                 2

เนื้อเรื่องย่อ                                                                                                                                                    2

วัสดุ–อุปกรณ์                                                                                                                                                 2

Algorithm                                                                                                              3

หลักการทำงานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์                                                                             3

เครื่องมือที่ใช้ในการพัฒนา                                                                                             4

ขอบเขตในการทำงาน                                                                                                  4

รายละเอียดโปรแกรมที่ได้พัฒนาในเชิงเทคนิค                                                                      5

ผลของการทดสอบผลงาน                                                                                             6

ปัญหาและอุปสรรค                                                                                                    7

แนวทางในการพัฒนาและประยุกต์                                                                                  7

ข้อสรุปและข้อเสนอแนะ                                                                                             7

เอกสารอ้างอิง                                                                                                         7

สถานที่ติดต่อของผู้พัฒนา                                                                                           7

ภาคผนวก                                                                                                             8

หน้า 1

1. บทนำ

1.1 ความเป็นมาของโครงงาน

การอ่านเป็นการศึกษาความรู้ด้วยตัวเอง แต่ในบางสถานที่แสงสว่างที่ได้รับนั้น อาจจะไม่เพียงพอหรือสว่างมากเกินไปต่อการอ่านหนังสือ และปัญหาที่ตามมานั้นก็คือ สายตาอาจจะเสียได้ ซึ่งถ้าหากว่ากระทำเป็นประจำ ผลเสียก็จะยิ่งตามมามากขึ้น เราจึงได้คิดค้นโครงงานเรื่องโคมไฟปรับระดับแสงอัตโนมัตินี้ขึ้นมาเพื่อช่วยในเรื่องของการปรับแสงสว่างให้เพียงพอต่อการอ่านหนังสือ เพราะเครื่องนี้สามารถปรับระดับแสงสว่างของหลอดไฟได้ตามอัตโนมัติ

1.2แนวคิด

เครื่องสมองกลนี้ได้แนวคิดมาจากโคมไฟอ่านหนังสือธรรมดา ดังนั้นเราจึงนำมาประยุกต์ ใหม่ โดยการเพิ่มสมองกลเข้าไปให้โคมไฟปรับระดับแสงโดยอัตโนมัติ ถ้าแสงสว่างในบริเวณรอบนอกมีความสว่างน้อย โคมไฟก็จะปรับแสงให้สว่างมากขึ้น แต่ถ้าแสงสว่างในบริเวณรอบนอกมีความสว่างมาก โคมไฟก็จะปรับแสงจากหลอดไฟให้หรี่ลง

1.3 ความสำคัญของโครงงาน

ถ้าหากว่าเราอ่านหนังสือในที่ๆ แสงสว่างไม่เพียงพอ อาจส่งผลกระทบต่อสายตา โครงงานนี้จึงมีความสำคัญที่จะช่วยให้มีไฟสว่างเพียงพอต่อการอ่านหนังสือ หรือนำมาใช้ประยุกต์ในด้านอื่นๆ ได้

2. วัตถุประสงค์และเป้าหมาย

2.1 วัตถุประสงค์ของโครงการ

1. เพื่อเรียนรู้ภาษาคอมพิวเตอร์

2. เพื่อเรียนรู้ทักษะการต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์

3. เพื่อเรียนรู้การทำโครงงานสิ่งประดิษฐ์สมองกล

4. เพื่อสร้างเครื่องปรับแสงสว่างอัตโนมัติ (สำหรับอ่านหนังสือ)

2.2 เป้าหมายของโครงการ

1. เข้าใจภาษาคอมพิวเตอร์ได้มากขึ้น

2. เกิดทักษะการต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์

3. เกิดทักษะการทำโครงงานสิ่งประดิษฐ์สมองกล

4. ได้เครื่องโคมไฟปรับระดับแสงอัตโนมัติ(Auto-control Brightness Lamp : ABL)

3. รายละเอียดของผลงาน

3.1 เนื้อเรื่องย่อ

เมื่อเราเปิดเครื่องแล้ว เซนเซอร์ตรวจวัดระดับความเข้มข้นของแสงจะทำงาน ตรวจสอบดูว่ารอบๆ บริเวณนั้นมีแสงสว่างมากหรือน้อย ถ้ามีแสงสว่างมากเครื่องจะปรับระดับแสงจากหลอดไฟ LED ให้น้อยลง ถ้าแสงน้อยเครื่องจะปรับระดับแสงสว่างให้เพิ่มมากขึ้น และถ้าวงจรอิเล็กทรอนิกส์มีอุณหมิมากกว่า 40 องศา เครื่องจะหยุดการทำงานโดยอัตโนมัติ เช่นเดียวกัน ถ้าใช้โคมไฟมากกว่าสองชั่วโมงเครื่องก็จะดับโดยอัตโนมัติ

หน้า 2

3.2 วัสดุ อุปกรณ์

[1] Arduino UNO [2] Jumper

[3] breadboard [4] Sensor LDR

[5] sensor temperature [6] Module LCD

[7] power bank [8] led super bright

หน้า 3

[9] Resistor [10] USB Cable Arduino UNO

Algorithm

1. โคมไฟอยู่ในสถานะพร้อมใช้งาน

2. เซนเซอร์ LDR ทำงานรับค่าความสว่างของแสงไฟ

3. หลอดไฟ LED ทำงานหรี่และสว่างตามค่าที่ได้รับ

4. เซนเซอร์ Temperature ทำงานรับค่าอุณหภูมิ

5. ตั้งเวลาโปรมแกรม กำหนดการใช้งาน

3.3 หลักการทำงานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์

วงจรอิเล็กทรอนิกส์มีอุปกรณ์ในการทำงานดังนี้ คือ

1. Arduino UNO

2. Jumper

3. breadboard

4. Sensor LDR

5. sensor temperature

6. Module LCD

7. power bank

8. led super bright

9. Resistor

10. USB Cable Arduino UNO

หลักการทำงาน

เมื่อเซนเซอร์แสงตรวจจับความเข้มข้นของแสง เซนเซอร์ก็จะส่งสัญญาณไปประมวลผลที่ Node MCU และ Node MCU จะสั่งการไปที่หลอดไฟ LED ทำงานปรับระดับแสงตามที่เซนเซอร์ได้ส่งข้อมูลมา ใช้พลังจากแบตเตอรี่ที่เก็บไว้ใน Power Bank เช่นเดียวกับ เซนเซอร์ตรวจจับอุณภูมิ

3.4 เครื่องมือที่ใช้ในการพัฒนา

1. โปรแกรม Arduino IDE

2. ภาษา C

3. ทฤษฎี และหลักการทำงาน

หน้า 4

เมื่อเราเปิดเครื่องแล้ว เซนเซอร์ตรวจวัดระดับความเข้มข้นของแสงจะทำงาน ตรวจสอบดูว่ารอบๆ บริเวณนั้นมีแสงสว่างมากหรือน้อย ถ้ามีแสงสว่างมากเครื่องจะปรับระดับแสงจากหลอดไฟ LED ให้น้อยลง ถ้าแสงน้อยเครื่องจะปรับระดับแสงสว่างให้เพิ่มมากขึ้น และถ้าวงจรอิเล็กทรอนิกส์มีอุณหมิมากกว่า 40 องศา เครื่องจะหยุดการทำงานโดยอัตโนมัติ เช่นเดียวกัน ถ้าใช้โคมไฟมากกว่าสองชั่วโมงเครื่องก็จะดับโดยอัตโนมัติ

3.5 ขอบเขตและข้อจำกัดของผลงาน

1. เนื่องจากว่าเราใช้ sensor temperature ที่มีราคาถูก คุณภาพจึงอาจจะไม่ดีพอที่จะทำการวัดอุณภูมิ ซึ่งทำให้ค่าไม่ตรงกับความเป็นจริงหรือทำให้ค่าคาดเคลื่อนได้

2. เนื่องจากว่าค่าความสว่างของแสงไฟ ที่แสดงออกมาทางหน้าจอ LCD เป็นค่าดิจิตอล ไม่ได้เป็นค่า Lux อย่างที่ตั้งไว้ จึงทำให้ไม่รู้ว่าแสงเท่าไหร่จึงจะเพียงพอต่อการอ่านหนังสือ

3.6 รายละเอียดโปรแกรมที่ได้พัฒนาในเชิงเทคนิค (Source Code)

#include <Timer.h>

#include <TimerFunc.h>

#include <Wire.h>

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#include <AVG_Filter.h>

// Set the LCD address to 0x3f for a 16 chars and 2 line display

LiquidCrystal_I2C lcd(0x3f, 16, 2);

int val;

int val_ldr;

const int tempPin = A0;

const int ldrPin = A1;

const int pwmLPin = 6;

int outputValue = 0;

int backLight = 13; // pin 13 will control the backlight

Timer t1(30000);

void setup()

{

// initialize the LCD

lcd.begin();

lcd.backlight();

t1.start();

}

int probe_var = 0 ;

AVG_Filter avg(10);

หน้า 5

void loop()

{

if ( t1.isTimeOut() ) {

lcd.noDisplay();

lcd.noBacklight();

t1.stop();

outputValue = -1;

analogWrite(pwmLPin, outputValue);

exit(0);

return ;

}

probe_var = analogRead(tempPin);

avg.attach(probe_var);

int val = avg.mean();

float mv = (val / 1023.0) * 4900;

float Temp_cel = mv / 10;

val_ldr = analogRead(ldrPin);

outputValue = map(val_ldr, 0, 1023, 0, 255);

// change the analog out value:

analogWrite(pwmLPin, outputValue);

lcd.setCursor(1, 0);

lcd.print(F(“Temp = “));

lcd.print(Temp_cel);

lcd.print(F(” C”));

lcd.setCursor(1, 1);

lcd.print(F(“Light = “));

lcd.print(val_ldr);

delay(1000);

lcd.clear();

if (Temp_cel > 30.0) {

lcd.noDisplay();

lcd.noBacklight();

outputValue = -1;

analogWrite(pwmLPin, outputValue);

exit(0); }

}

หน้า 6

4. ผลของการทดสอบผลงาน

หลังจากทดสอบผลงานแล้ว เป็นดังนี้

1. หลอดไฟสามารถปรับระดับแสงให้หรี่ลงและสว่างขึ้นได้โดยอัตโนมัติตามสภาพแวดล้อมภายนอกโดยรับค่าความสว่างจาก Sensor LDR

2. เครื่อง ABL จะปิดหลอดไฟ LEDโดยอัตโนมัติหลังจากที่ถูกใช้งานมากกว่าสองชั่วโมง ตามที่ตั้งไว้ในโปรแกรม

3. เครื่อง ABLจะหยุดการทำงานโดยอัตโนมัติ เมื่ออุหภูมิมากกว่าสี่สิบองศา

4. พบข้อควรพัฒนา ได้แก่

4.1 เปลี่ยนsensor temperature ให้มีคุณภาพที่ดีกว่าและสามารถวัดอุณหภูมิได้ใกล้เคียงกับค่าความเป็นจริงมากขึ้น

4.2 แปลงค่าของความสว่างจากที่เป็นค่าดิจิตอล ให้เป็นค่า Lux

5. ปัญหาและอุปสรรค

– อุปกรณ์บางอย่างไม่เพียงพอต่อการใช้งาน

– Sensor LDR ไม่แสดงผลออกมาเป็นค่าของ Lux

6. แนวทางในการพัฒนาและประยุกต์ใช้ร่วมกับงานอื่นในขั้นต่อไป

จะนำโครงงานนี้มาพัฒนาโดยการเพิ่มระบบเปิดปิดด้วยเสียงอัตโนมัติเข้าไป และทำเป็นเครื่องเปิดหน้าหนังสืออัตโนมัติ โดยใช้ Sensor ตรวจจับความเคลื่อนไหว

7. ข้อสรุปและข้อเสนอแนะ

7.1 ข้อสรุป

โปรแกรมและวงจรสามารถทำงานได้ตามที่วางแผนไว้ คือ

1. หลอดไฟสามารถปรับระดับได้อัตโนมัติ หลอดไฟสามารถปรับระดับแสงตามสภาพแวดล้อมโดยอัตโนมัติ เช่น ถ้าแสงไฟในบริเวณรอบนอกมีความสว่างมาก หลอดไฟจะหรี่ลง และถ้าแสงไฟบริเวณรอบนอกมีความสว่างน้อย หลอดไฟก็จะสว่างขึ้น

2. Sensor temperature ทำงานวัดอุณหณภูมิได้

ถ้ามากกว่าสี่สิบองศาเครื่องจะหยุดการทำงาน

3. โปรแกรมตั้งเวลาทำงานได้โดยอัตโนมัติ

ถ้าโคมไฟถูกใช้งานมากกว่าสองชั่วโมงเครื่องจะหยุดการทำงาน

7.2ข้อเสนอแนะ

อยากให้หน้าจอ LCD แสดงผลออกมาเป็นค่า Lux และสามารถบอกได้ว่าค่าความสว่างเท่าไหร่จึงจะเพียงพอต่อการอ่านหนังสือ

8. เอกสารอ้างอิง

www.arduino.cc/

9. สถานที่ติดต่อของผู้พัฒนา

ที่อยู่ 55 หมู่ 9 โรงเรียนศึกษาสงเคราะห์สุราษฏร์ธานี ต.ขุนทะเล อ.เมือง จ.สุราษฎร์ธานี 84100

หน้า 7

10. ภาคผนวก

แสดงภาพกิจกรรม/ชิ้นงาน

เครื่องไล่นกพิราบอัตโนมัติ
Automaticpigeon chasing machine

ที่มาและความสำคัญ

ปัจจุบัน นกหลายชนิดได้สร้างความเสียหายให้กับอาคาร สินค้า และผลผลิตทางการเกษตรมากมาย โดยเฉพาะนกพิราบซึ่งมักจะมาอาศัยตามอาคารต่าง ๆ และถ่ายมูลไว้ ซึ่งนอกจากจะสร้างความสกปรกแก่บริเวณอาคารและส่งกลิ่นไม่พึงประสงค์แล้ว ยังเป็นแหล่งแพร่กระจายเชื้อโรคหลายชนิดมาสู่มนุษย์ เช่น โรคปอดอักเสบ, โรคปอดบวม และโรคไข้หวัดนก เป็นต้น ทำให้เสียสุขภาพ เงินเสีย เสียเวลาในการดูแลรักษา หรืออาจมีอาการรุนแรงถึงขั้นเสียชีวิตได้

โรงเรียนศึกษาสงเคราะห์พัทลุง จัดการศึกษาให้กับผู้ด้อยโอกาส 10 ประเภท เปิดสอนระดับชั้นประถมศึกษาปีที่ 1 ถึงมัธยมศึกษาปีที่ 6 เป็นโรงเรียนประจำ นักเรียนพักอาศัยอยู่ในโรงเรียนตลอดเวลา และประสบกับปัญหามีนกพิราบจำนวนมากมาอาศัยอยู่ในโรงเรียน โดยเฉพาะบริเวณอาคารเรียน 2 และอาคารอเนกประสงค์ ทำให้บริเวณดังกล่าวไม่มีความสะอาด ไม่ถูกสุขลักษณะ เสื่อมโทรม และอยู่ในสภาพที่ไม่สามารถใช้ประโยชน์ได้อย่างเต็มที่ ดังนั้นจึงต้องหาวิธีการขับไล่ไม่ให้นกพิราบมาอาศัยอยู่ เพื่อสุขภาพอนามัยที่ดีของผู้ใช้อาคาร เพื่อป้องกันไม่ให้อาคารเสื่อมโทรม และสามารถใช้ประโยชน์จากอาคารได้อย่างเต็มที่ต่อไป

จากการสืบค้นข้อมูล พบว่า ได้มีการใช้วิธีต่าง ๆ เพื่อขับไล่และป้องกันนกพิราบมาหลายวิธี แต่ยังไม่มีวิธีที่แก้ปัญหาได้อย่างสมบูรณ์ โดยจะใช้ได้ผลในระยะแรก ๆ หลังจากนั้นนกก็จะเกิดความเคยชินและกลับมาอีก โรงเรียนศึกษาสงเคราะห์พัทลุงจึงมีแนวคิดในการทำโครงงานพัฒนาเครื่องไล่นกพิราบอัตโนมัติขึ้นมาเพื่อใช้ในการขับไล่นกพิราบให้เกิดประสิทธิผลและประสิทธิภาพสูงสุดในการใช้งาน

วัตถุประสงค์

1. เพื่อพัฒนาเครื่องไล่นกพิราบอัตโนมัติที่ใช้สมองกลฝังตัวเป็นส่วนประกอบ โดยประหยัดงบประมาณของโรงเรียนในการป้องกันและกำจัดนกพิราบ
2. เพื่อขับไล่นกพิราบให้ออกจากอาคารเรียน ทำให้อาคารเรียนและบริเวณโรงเรียนสะอาด ปราศจากแหล่งสะสมเชื้อโรคที่มาจากนกพิราบ
3. เพื่อป้องกันปัญหาการผุกร่อนของอาคารที่เกิดจากนกพิราบ

วัสดุอุปกรณ์

แผนผังโครงงาน

หลักการทำงาน

เมื่อมีนกพิราบบินผ่าน Sensor จะส่งข้อมูลไปยัง Arduino เพื่อสั่งการให้ Led  และ Buzzer  ทำงานโดยส่งสัญญาณไฟกระพริบและเสียง

CODE คำสั่งการทำงาน

void setup() {

pinMode(3, INPUT);//pir sensor

pinMode(8, OUTPUT);//led

pinMode(2, OUTPUT);//buzzer

}

void loop() {

int value= digitalRead(3);

if (value == HIGH){

digitalWrite(8, HIGH);

delay(50);

digitalWrite(8, LOW);

delay(50);

}if (value == HIGH){

digitalWrite(2, HIGH);

}if (value == LOW){

digitalWrite(8, LOW);

digitalWrite(2, LOW);

}

}

ผลของการทดสอบ

• เมื่อยกมือหรือเดินผ่าน เซ็นเซอร์จะตรวจจับการเคลื่อนไหวและส่งผลแสดงออกเป็นเสียงและแสงไฟกะพริบ
• เมื่อนำไปทดสอบโดยวางไว้ในบริเวณที่มีนกพิราบ ปรากฏว่าเครื่องสามารถส่งเสียงและไฟกะพริบออกมาได้และนกพิราบบินหนี

ขั้นตอนประกอบวงจรตามที่ได้ออกแบบวงจรไว้โดยมีขั้นตอนดังนี้

วีดีโอผลงาน

คลิกชมวีดีโอ

คณะผู้จัดทำโครงงาน

นางสาวรุจิรา หนูภักดี         ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ ๖
นางสาววิชญาดา รองเลื่อน   ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ ๖
นางสาวปิยรัตน์ ขาวล้วน     ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ ๖

อาจารย์ที่ปรึกษา

สถานที่ติดต่อ

โครงงานเครื่องตรวจจับควันบุหรี่ในห้องน้ำ

ที่มาและความสำคัญ

                   เนื่องจากโรงเรียนศึกษาสงเคราะห์นราธิวาส ได้มีนักเรียนบางส่วนทำผิดกฎของทางโรงเรียน มีการประพฤติตนไม่พึงประสงค์หลายประเภท เช่น การสูบบุหรี่ในห้องน้ำ ซึ่งเป็นปัญหาที่สะสมมานาน และเป็นปัญหาที่ยังแก้ไขไม่ได้ คณะครูและฝ่ายกิจการนักเรียนได้ดูแล ควบคุม และกวดขันพฤติกรรมของนักเรียนเหล่านี้มาโดยตลอด

เพื่อเป็นการรักษาภาพลักษณ์ของทางโรงเรียน ทางคณะผู้จัดทำจึงได้คิดค้นเครื่องตรวจจับควันบุหรี่ขึ้นมา โดยศึกษาและออกแบบระบบตรวจจับควันขนาดเล็ก เพื่อที่จะนำมาใช้ในการตรวจจับควันบุหรี่เป็นหลัก และทำการออกแบบเครื่องตรวจจับควัน คือ แบบใช้ LED Infrared ที่เครื่องตรวจจับควันมาประยุกต์ใช้ โดยเครื่องตรวจจับควัน จะส่งสัญญาณแจ้งเตือนไปยัง Application Line เป็นการป้องกันการสูบบุหรี่ในห้องน้ำ และรอบๆ บริเวณโรงเรียน และยังสามารถช่วยลดภาระในการดูแลของคณะครู และฝ่ายกิจการนักเรียน ตลอดจนมีการส่งข้อความและรูปภาพผ่าน Application Line ของคณะครูที่รับผิดชอบเพื่อให้สามารถรับรู้ได้ทันท่วงที

วัตถุประสงค์

1. สร้างต้นแบบเครื่องจับควันบุหรี่
2. ลดปัญหาการสูบบุหรี่
3. สามารถแจ้งเตือนผ่าน Application Line ทั้งข้อความและรูปภาพได้ทันทีเมื่อมีผู้สูบบุหรี่

วัสดุอุปกรณ์

 1.Raspberry Pi 3

2.Breadboard

3. ตัวต้านทาน

4. Micro SD Card

5.เซนเซอร์เสียง

6.เซนเซอร์ควัน

7.led nano

8. สายไฟจัมเปอร์

9. Camera Module

ผังโครงสร้าง

หลักการทำงาน

       เมื่อเซนเซอร์ควันตรวจพบควัน ก็จะส่งสัญญาญไปยังโปรแกรมเพื่อที่จะประมวลผลและส่งกลับมาเป็นสัญญาญเสียงสัญญาญไฟกระพริบ ส่งข้อความและรูปภาพไปยังกลุ่มไลน์ที่ได้ตั้งค่าไว้

CODE คำสั่งการทำงาน

ผลของการทดสอบ

ผลของการทดสอบเครื่องตรวจจับควันบุหรี่ช่วยเพิ่มความสามารถในการนำกลับมาใช้ใหม่และใช้งานได้จริง

รูปการทำงาน

1. ทำการเข้าโปรแกรมแล้วพิมว่า cd smoke แล้วกด Enter

2. ทำการพิมคำว่า  ./smoke แล้วกด Enter

3.หลังจากทำทั้ง 2 ขั้นตอนเสร็จ โปรแกรมจะแสดงว่า OK !!! หมายความว่าโปรแกรมพร้อมใช้งาน

วีดีโอผลงาน

คณะผู้จัดทำโครงงาน

1. นายเจษฎา  สมใจ  ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6
2. นางสาวโนรอาซีกิมณ์ นาพี  ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6
3. นางสาวนูรอารีฟะห์ มะสะอิ  ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4

อาจารย์ที่ปรึกษา

1. นางสาวเปรมยุดา  จันทร์เหมือน                                 สอนวิชา คอมพิวเตอร์
โทรศัพท์  089-2935974                           E-mail  premyuda2526@hotmail.com

2. นางสาวปาตีเมาะ  กอและ                                          สอนวิชา  ฟิสิกส์
โทรศัพท์  093-5826282                           E-mail  pamo_phy2@hotmail.com

โรงเรียนศึกษาสงเคราะห์นราธิวาส

ที่อยู่ 195/1 หมู่ที่ 9 ตำบลโละจูด อำเภอแว้ง  จังหวัดนราธิวาส 96160